蜂窝结构体的制造方法 |
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| 申请号 | CN200780032151.3 | 申请日 | 2007-07-04 | 公开(公告)号 | CN101511749B | 公开(公告)日 | 2012-10-31 |
| 申请人 | 日本碍子株式会社; | 发明人 | 野口康; 渡边武彦; 得永健; 中根由香理; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种蜂窝结构体的制造方法，其具有以下工序：将含有陶瓷原料的成型用原料混合，进而得到成型用配合物的混合工序；将所述成型用配合物混炼，进而得到坯土的混炼工序；将所述坯土成型为蜂窝形状，进而得到蜂窝成型体的成型工序；将所述蜂窝成型体进行烧成，进而得到蜂窝结构体的烧成工序，其中，所述陶瓷原料为堇青石化原料，所述坯土所含的磁粉，相对于坯土总体的固体成分换算 质量 为400ppm以下。本发明提供一种能够减少隔壁的粗大气孔、提高捕集效率，特别是初始捕集效率的蜂窝结构体。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种蜂窝结构体的制造方法，其具有以下工序：将含有陶瓷原料的成型用原料进行混合来得到成型用配合物的混合工序；将所述成型用配合物进行混炼来得到坯土的混炼工序；将所述坯土成型为蜂窝形状来得到蜂窝成型体的成型工序；将所述蜂窝成型体进行烧成来得到蜂窝结构体的烧成工序， |
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| 说明书全文 | 蜂窝结构体的制造方法技术领域[0001] 本发明涉及蜂窝结构体的制造方法，更详细地来说，涉及可减少隔壁的粗大气孔，提高捕集效率，特别是初始捕集效率的蜂窝结构体的制造方法。 背景技术[0002] 在以化学、电力、钢铁、工业废物处理为主的各种领域中，由耐热性、耐腐蚀性、机械强度优异的陶瓷制成的多孔质的蜂窝机构体，被广泛的应用于在防止污染等环境对策、从高温气体中回收产品等用途中使用的集尘用、水处理用的过滤器中。例如，捕集从柴油机排出的粒子状物质(颗粒物：以下有时称为“PM”)的柴油机微粒过滤器(以下有时称为“DPF”)等的在高温、腐蚀性的环境中使用的集尘用滤器，就一直使用由陶瓷制成的多孔质蜂窝结构体。上述蜂窝结构体，通常具备分隔形成作为流体流路的多个小室的多孔质的隔壁，将一个端部被开口而另一个端部被封堵的规定的小室(规定的小室)，和一个端部被封堵而另一个端部被开口的其余的小室(其余的小室)交替地配设，通过使从规定的小室开口的一个端部流入的流体(排气)，透过隔壁而作为透过流体流到其余小室，使透过流体从其余小室开口的另一个端部流出，从而捕集去除排气中的PM。 [0003] 上述由陶瓷构成的多孔质蜂窝结构体的制造方法，具有如下工序：将含有陶瓷原料的成型用原料进行混合来得到成型用配合物的混合工序；将成型用配合物进行混炼来得到坯土的混炼工序；将坯土成型为蜂窝形状来得到蜂窝成型体的成型工序；烧成蜂窝成型体来得到蜂窝结构体的烧成工序。通过这样的方法得到的蜂窝结构体存在如下问题，即，易发生粗大气孔、裂缝等内部缺陷，过滤性能(捕集效率)低下。特别是近年来，由于蜂窝结构体的隔壁薄壁化快速发展，因此粗大气孔等内部缺陷问题更易发生，逐渐成为重要问题。 [0004] 作为这样的内部缺陷问题发生的原因，可以举出存在有骨架粒子原料中的微粒凝集而形成的粗大凝集块这样的原因。有人提出如下方案，即，通过去除这样的粗大凝集块或者抑制凝集块的产生，来抑制内部缺陷的发生(例如，参照专利文献1、2)。 [0005] 专利文献1：国际公开第2001/058827号小册子 [0006] 专利文献2：国际公开第2005/018893号小册子 发明内容[0007] 根据上述方法，可以能减少凝集块的数量，因此能够减少因凝集块的影响所产生的内部缺陷。可是，即使去除了凝集块的影响，也还是会发生粗大气孔等内部缺陷。例如，在使用堇青石作为陶瓷的情况下，就有即使除去凝集块仍会发生粗大气孔的问题。 [0008] 本发明是鉴于这样的以往技术的问题而做的发明，其特征在于，提供了一种能够使隔壁的粗大气孔减少，并提高捕集效率，特别是初始捕集效率的蜂窝结构体的制造方法。 [0009] 本发明提供了如下的蜂窝结构体的制造方法。 [0010] 一种蜂窝结构体的制造方法，其具有如下工序：将含有陶瓷原料的成型用原料进行混合来得到成型用配合物的混合工序；将所述成型用配合物进行混炼来得到坯土的混炼工序；将所述坯土成型为蜂窝形状来得到蜂窝成型体的成型工序；将所述蜂窝成型体进行烧成来得到蜂窝结构体的烧成工序， [0011] 其特征在于，所述陶瓷原料为堇青石化原料，所述坯土所含的磁粉，相对于坯土总体的固体成分换算质量为400ppm以下。 [0012] 根据[1]中所述的蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，所述坯土所含的粒径在45μm以上的磁粉，相对于坯土总体的固体成分换算质量为10ppm以下。 [0013] 根据[1]和[2]所述的蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，所述陶瓷原料所含的磁粉，相对于陶瓷原料总体为400ppm以下。 [0014] 根据[1]～[3]任一项所述的蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，所述坯土所含的磁粉，相对于坯土总体的固体成分换算质量为100ppm以下。 [0015] 根据[1]～[4]所述的蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，所述坯土所含的粒径在45μm以上的磁粉，相对于坯土总体的固体成分换算质量为2ppm以下。 [0016] 根据[1]～[5]所述的蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，所述陶瓷原料所含的磁粉，相对于陶瓷原料总体为100ppm以下。 [0017] 根据[1]～[6]任一项所述的蜂窝结构体的制造方法，其特征在于，进一步具有对所述陶瓷原料进行脱铁处理的工序。 [0019] 根据本发明的蜂窝结构体的制造方法，由于成型用原料所含的陶瓷原料为堇青石化原料，且坯土所含的磁粉，相对于坯土总体的固体成分换算质量为400ppm以下，因此，通过磁粉和堇青石的反应来构成隔壁的堇青石熔化，可防止在隔壁中形成粗大气孔。附图说明 [0020] 图1是示意地表示实施例中的在脱铁处理方法中使用的脱铁机的斜视图。 [0021] 图2A是示意地表示实施例中的在脱铁处理方法中使用的脱铁机，是用与棒状磁石延伸方向相垂直的平面进行切割的截面图。 [0022] 图2B是示意地表示实施例中的在脱铁处理方法中使用的脱铁机，是从投入原料粉剂的上方侧观察的平面图。 [0023] 符号说明 [0024] 1：脱铁机、2：棒状磁石、3：框，A：投入方向。 具体实施方式[0025] 以下，对用于实施本发明的最佳方式进行具体说明，但本发明并不限于以下实施方式，应该理解为在不脱离本发明的主旨的范围内，可以根据本领域技术人员的通常的知识，适当地加入设计变更、改良等。 [0026] 本发明的蜂窝结构体的制造方法的一个实施方式，是具有如下工序的制造方法，其具有：将含有陶瓷原料的成型用原料进行混合来得到成型用配合物的混合工序；将成型用配合物进行混炼来得到坯土的混炼工序；将坯土成型为蜂窝形状来得到蜂窝成型体的成型工序；烧成蜂窝成型体来得到蜂窝结构体的烧成工序，其中，陶瓷原料为堇青石化原料，坯土所含的磁粉，相对于坯土总体的固体成分换算质量为400ppm以下。此外，在本实施方式的说明中，“ppm”单位均是质量基准。 [0027] 由堇青石构成的多孔质的蜂窝结构体，即使是在其制造过程中不形成凝集块的情形中，也会形成粗大气孔。发明人对这一问题进行详细研究后发现，由堇青石构成的蜂窝结构体，在其制造过程中，如果坯土中存在规定的磁粉，则在烧成过程中磁粉与堇青石化材料反应，由此，由堇青石构成的隔壁熔化，形成粗大气孔。并且，本发明的蜂窝结构体制造方法是解决了这一问题的发明。即，根据本实施方式的蜂窝结构体的制造方法，通过使坯土中的磁粉含量低于400ppm，使得即使磁粉与堇青石发生反应，但因为磁粉的含量低，从而可减少堇青石的熔化量，能够使由堇青石构成的隔壁中不能形成粗大气孔。所谓的粗大气孔，是指贯通隔壁的孔，且与贯通方向垂直的截面直径在100μm以上的孔。并且，由于隔壁中不能形成粗大气孔，因此本实施方式的蜂窝结构体，能够提高其捕集效率，特别是初始捕集效率，并减少烟灰泄漏。 [0028] 在本实施方式中，磁粉是指，粒径在1～200μm范围内的、由细小粒子(粉)或多个粒子凝集而成块的物质。并且，作为构成粒子(粉)的物质，可以举出钢铁粉等铁、铁锈等氧化铁、氧化铬、不锈钢粉等不锈钢、磁硫铁矿等天然磁性矿物等，它们之中，作为主体，主要含铁的物质成为磁性粉。 [0029] 坯土中的磁粉的含量(浓度)，可以用以下方式测量(“坯土中的磁粉含量的测定方法”)。将坯土按固体成分换算质量来量取1kg，分散于10kg的水中。将得到的坯土的分散液用搅拌机进行搅拌，使坯土不沉淀，同时，将1万高斯的棒状磁石放入该分散液中。这样，坯土中所含的磁粉便附着于棒状磁石，进而能够取得磁粉。磁粉的取出，要一直进行到没有新的磁粉被吸附到棒状磁石为止。对取出的磁粉进行干燥，并测定磁粉干燥质量。将磁粉干燥质量，除以坯土的固体成分换算质量(1kg)，算出浓度(ppm)。 [0030] (混合工序) [0031] 混合工序，是指将含有陶瓷原料的成型用原料进行混合来得到成型用配合物的工序。作为陶瓷原料，优选使用堇青石化原料。堇青石化原料，是指经烧成而成为堇青石的原料，是指按形成进入二氧化硅为42～56质量％、氧化铝为30～45质量％、氧化镁为12～16质量％的范围的化学组成的方式来配合的陶瓷原料。具体可以举出按形成上述化学组成的比例而含有从滑石、高岭土、煅烧高岭土、氧化铝、氢氧化铝以及二氧化硅中选择多种无机原料的物质，进行配制而成的物质。作为堇青石的合适的组成，例如2MgO2·2Al2O3·5SiO2。 [0032] 作为陶瓷原料的堇青石化原料所含的磁粉，相对于堇青石化原料总体优选为400ppm以下，更优选为100ppm以下。最优选完全不含磁粉，但在实际情况中，0.01ppm左右为下限值。陶瓷原料中磁粉含量的测定方法，可以与上述“坯土中磁粉含量的测定方法”同样地操作来进行。 [0033] 为减少陶瓷原料中所含磁粉量，优选进一步对陶瓷原料进行脱铁处理工序。脱铁处理，优选在混合工序中将陶瓷原料与其他成型用原料混合之前进行。作为进行脱铁处理的方法，将原料粉末在多根棒状磁石之间通过，就可实现脱铁处理。从更加减少磁粉量的角度考虑，优选多次进行脱铁处理。但是，从制造成本方面的考虑，更优选使用即使不进行脱铁处理坯土中的磁粉量也在400ppm以下的陶瓷原料。 [0035] 在本实施方式的蜂窝结构体制造方法中，优选使成型用配合物中含有有机粘合剂作为添加剂，该添加剂具有在成型时赋予坯土流动性的功能，并具有作为维持烧成前的蜂窝成型体的机械强度的加固剂的功能。作为有机粘合剂，可以举出例如有机高分子。具体来讲，可以举出羟基丙氧基甲基纤维素、羟基丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟基乙基纤维素、羧基甲基纤维素、聚乙烯醇等。有机粘合剂，能够以单独一种或者两种以上的组合来使用。对于有机粘合剂的含有比例并没有特殊的限制，但是相对于坯土总量优选为2～10质量％。如果过少，有时不能获得足够的成行性，如果过多，则在烧成过程中发热并发生裂缝。 [0036] 就本实施方式的蜂窝结构体的制造方法而言，在制造高气孔率的蜂窝结构体的情形中，优选使坯土中含有造孔剂。作为造孔剂，可以举出如石墨、小麦粉、淀粉、酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、或发泡树脂(丙烯腈系塑料球等)等。这样的造孔剂，能够在蜂窝结构体中按所需的形状、大小和分布来形成气孔，提高气孔率，得到高气孔率的蜂窝结构体。这些造孔剂在形成气孔的同时，自身在烧成过程中烧尽。其中，从抑制CO2或有害气体等的发生以及裂缝的发生的角度考虑，优选发泡树脂。特别是，由发泡树脂制成的微型囊，由于是中空的，因此添加少量树脂就可以得到高气孔率的多孔蜂窝结构体，而且烧成时的放热少，可减少由热应力导致的裂缝的发生。关于造孔剂的含有比例没有特殊的限制，但是相对于坯土总量优选为0.1～50质量％。如果过少则有时不能得到足够的气孔率，如果过多则有时气孔率过高，强度不够。 [0037] 在本实施方式的蜂窝结构体制造方法中，为了得到质地均匀的成型用配合物，优选使成型用配合物中含有分散剂。作为分散剂，优选使用表面活性剂。表面活性剂在使原料粒子分散性提高的同时，在成型工序中还能起到使原料粒子容易取向的作用。作为表面活性剂，可以是阴离子型、阳离子型、非离子型、两性离子型的任一种，作为阴离子型表面活性剂，可以举出脂肪酸盐、烷基硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸酯盐、聚羧酸盐、聚丙烯酸盐；作为非离子型表面活性剂，可以举出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯丙三醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇(或山梨糖醇)脂肪酸酯等。关于表面活性剂的含有比例，没有特别的限制，但是相对于坯土总量优选为0.01～5质量％。如果过少则有时难以使成型用配合物均匀化，如果过多则有时粘合剂的作用受到阻碍而不能成型。 [0038] 另外，优选使成型用配合物中含有作为分散介质的水。含有分散介质的比例，可以调整它的量，使得成型时的坯土具有适当硬度，相对于占坯土总量优选为15～50质量％。如果过少则坯土坚硬而难以成型，如果过多则坯土过软。 [0039] 在本实施方式的蜂窝结构体制造方法中，上述有机粘合剂、造孔剂、分散剂以及分散介质的全部或者一部分，既可以在混合工序中往成型用配合物里添加，也可以在混炼工序中形成坯土时添加。 [0040] 在混合工序中，作为混合成型用原料的装置，没有特别的限定，可以使用亨舍尔搅拌机等。在这些混合装置中，成型原料及成型用配合物接触的部分，优选以不锈钢或者超硬部件制成。这是为了防止磁粉混入成型原料、成型用配合物中。例如，混合装置中的槽部分、叶片部分等优选是不锈钢等。作为不锈钢，可以举出如SUS304，SUS316等，作为超硬部件，可以举出如WC等。另外，即使对于装置以外的配管等设备，成型原料以及成型用配合物接触的部分，也优选以不锈钢或者超硬部件来形成。 [0041] (混炼工序) [0042] 混炼工序，是混炼成型用配合物进而得到坯土的工序。作为混炼成型原料来制备坯土的方法，没有特别的限制，例如，可以举出使用西格玛捏合机、班伯里密炼机(banbury mixer)、螺杆式挤出混炼机、真空捏合机等的方法。对于坯土的形状，虽然没有特别的限制，但是优选为圆柱形等。在这些混炼装置中，成型用配合物及坯土接触的部分，优选以不锈钢或者超硬部件来形成。这是为了防止磁粉混入成型用配合物、坯土。例如，混炼装置中的槽部分、叶片部分等，优选是不锈钢或者超硬部件。另外，即使对于装置以外的配管等设备，成型用配合物以及坯土接触的部分，也优选以不锈钢或者超硬部件来形成。 [0043] 坯土所含的磁粉，相对于坯土总体的固体成分换算质量为400ppm以下，优选为100ppm以下，更优选为10ppm以下。最优选完全不含磁粉，但实际上，0.01ppm左右为下限值。所谓坯土的固体成分换算质量是指，从坯土中除去分散介质的物质的质量。通过使坯土中磁粉含量为400ppm以下这样少的量，使得即使磁粉与堇青石发生反应，但是由于磁粉含量少，就能够减少堇青石的熔化量，从而能够使由堇青石构成的隔壁不会形成粗大气孔。 [0044] 在坯土所含的磁粉中，粒径在45μm以上的磁粉，相对于坯土总体的固体成分换算质量优选为10ppm以下，更优选为2ppm以下，特别优选为0ppm。磁粉具有其粒径越大越容易在隔壁形成大孔(粗大气孔)的倾向。并且，由于粒径在45μm以上的磁粉，特别容易在由堇青石构成的隔壁上形成粗大气孔，因此优选降低这种大粒径磁粉的含量。 [0045] 坯土中的粒径45μm的磁粉含量(浓度)的测量方法是，首先，按照与上述“坯土中的磁粉含量测定方法”相同的方法提取磁粉。然后，将得到的磁粉用网眼45μm的筛网过筛，得到粒径45μm以上的磁粉。测定得到的粒径45μm以上的磁粉的干燥质量，并除以坯土总体的固体成分换算质量(1kg)，算出浓度(ppm)。 [0046] (成型工序) [0047] 成型工序，是指将坯土成型为蜂窝形状来得到蜂窝成型体的工序。作为制作蜂窝成型体的方法，没有特别的限制，可以使用挤出成型、注射成型、加压成型等公知的成型方法。其中，作为一个合适的例子，可以举出用具有所需小室形状，隔壁厚度，小室密度的口型，将按上述方法制备的坯土挤出成型的方法。 [0048] 在挤出成型机等成型装置中，坯土接触的部分，优选以不锈钢或者超硬部件来形成。这是为了防止磁粉混入坯土。例如，成型装置中的筒体部分、口型部分等，优选以不锈钢或者超硬部件来形成。另外，对于装置以外的配管等设备，在坯土接触的部分，也优选以不锈钢或者超硬部件来形成。 [0049] 蜂窝成型体，优选成型后进行干燥。干燥方法没有特别的限定，可以使用诸如热风干燥、微波干燥、高频干燥、减压干燥、真空干燥、冷冻干燥等以往公知的方法。其中，基于使成型体整体能够快速均匀干燥的角度考虑，优选组合热风干燥与微波干燥或者高频干燥的干燥方法。 [0050] 在烧成蜂窝成型体之前，优选对制得的蜂窝成型体的两端进行封堵。封堵的方法没有特别的限制，例如，首先在其一个端面上贴附粘合片，通过利用了图像处理的激光加工等，只在与应该封堵的小室所对应的部分开孔，从而形成封堵形成用的掩模。另外，事先将含有堇青石化原料、水、表面活性剂以及粘合剂的封堵用浆料，用储存容器储存。然后，将实施了上述掩模的一侧的端部，浸入到储存容器中，通过掩模上的孔，使该孔对应位置的小室被封堵用泥浆填充，形成封堵部。对于另一端部，贴附粘合片，在一个端部没有被封堵的小室所对应的部分开孔，用与在上述一个端部形成封堵部的同样的方法形成封堵部。由此，就能够形成对于上述一个端部没有被封堵的小室，其另一个端部被封堵的结构。优选以在两端将小室棋盘状地交互填堵的方式，来配置封堵。 [0051] 优选在用封堵用浆料填充小室形成封堵部之后对其进行干燥。干燥方法没有特殊的限定，可以采用上述蜂窝成型体的干燥方法中所例举的方法。 [0052] (烧成工序) [0053] 烧成工序，是指将蜂窝成型体进行烧成来得到多孔质的蜂窝结构体的工序。通过烧成，使堇青石化原料烧结并致密化，形成堇青石。作为烧成条件，在烧成堇青石化原料的情况下，优选在1410～1440℃下、烧成3～10小时左右。作为烧成装置，优选使用燃烧炉、电炉等。 [0054] 可以在烧成蜂窝成型体之前，进行煅烧，制成煅烧体，将得到的煅烧体用上述方法进行烧成。所谓“煅烧”，是指使蜂窝成型体中的有机物(有机粘合剂、分散剂、造孔材料等)燃烧，进而去除的操作。通常，有机粘合剂的燃烧温度为100～300℃左右，造孔材料的燃烧温度在200～800℃左右，所以煅烧温度可以控制在200～1000℃左右。作为煅烧时间，没有特别的限制，通常是10～100小时左右。 [0055] 对于通过本实施方式的蜂窝结构体的制造方法得到的蜂窝结构体的隔壁厚度没有特别的限制，但是如果该隔壁的厚度过厚，则流体透过时的压力损失有时会变大，如果过薄则有时强度不够。隔壁厚度，优选为100～1000μm，更优选为200～800μm。另外，得到的蜂窝结构体，可以具有位于其最外周部的外周壁。外周壁不仅可以是在成型时和蜂窝结构体一体地形成的成型一体壁，也可以在成型后，切削蜂窝结构体外周来形成规定形状，用水泥等形成外周壁的水泥外壁。 [0056] 构成通过本实施方式的蜂窝结构体制造方法得到的蜂窝结构体的多孔质的隔壁的气孔率，没有特别的限制，但是例如，气孔率优选为40～70％，更优选为45～65％。另外，多孔质的隔壁的平均细孔径，优选为5～30μm，更优选为10～20μm。气孔率意味体积％。气孔率及平均细孔径是采用水银压入法测量的值。 [0057] 在通过本实施方式的蜂窝结构体的制造方法得到的蜂窝结构体中，其小室密度没2 2 有特别的限制，优选为10～100小室/cm，更优选为20～80小室/cm，最优选为30～60 2 小室/cm。 [0058] 在通过本实施方式的蜂窝结构体的制造方法得到的蜂窝结构体中，其整体形状没有特别的限制，可以举出如圆筒状、四角柱状、三角柱状、其他角柱状。另外，对于蜂窝过滤器的小室的形状(在与蜂窝过滤器的中心轴延伸的方向(小室延伸的方向)相垂直的截面的小室形状)也没有特别的限制，可以举出如四角形、六角形、三角形等。 [0059] 在通过本实施方式的蜂窝结构体的制造方法得到的蜂窝结构体中，优选隔壁负载催化剂。并且，更优选该催化剂是氧化处理PM的催化剂。通过负载催化剂，可以促使附着于隔壁的PM被氧化去除。作为氧化处理PM的催化剂，可以举出如贵金属系的Pt、Pd等。另外，作为助催化剂，氧化铈、氧化锆等具有氧吸收性的氧化物等优选与催化剂一起被负载。 [0060] 实施例 [0061] 以下，通过实施例对本发明进行更具体的说明，但本发明不限于这些实施例。“ppm”单位，都是质量基准。 [0062] (实施例1) [0063] 使含有滑石(平均粒径12μm)42质量％、高岭土(平均粒径10μm)20质量％、氧化铝(平均粒径12μm)25质量％、二氧化硅(平均粒径13μm)13质量％的堇青石化原料，分散在水中，制成堇青石化原料浆料。将得到的堇青石化原料浆料按如下所示方法以湿式进行脱铁处理。脱铁处理之后，通过喷雾干燥使堇青石化原料干燥。脱铁处理过的堇青石化原料的磁粉量(原料磁粉量)为80ppm。另外，堇青石化原料的各平均粒径是采用激光衍射法测定的值。并且，堇青石化原料中磁粉量，采用与上述“坯土中的磁粉含量的测定方法”相同的方法进行测定。 [0064] 在堇青石化原料中添加作为粘合剂的甲基纤维素，相对于100质量份堇青石化原料添加4.0质量份。将得到的堇青石化原料与甲基纤维素的混合物，用钢铁制(SS400)的锄式搅拌机(商品名：锄式搅拌机，太平洋机工株式会社制)混合3分钟。此时，锄式搅拌机的搅拌条件是，锄式驱动轴的转数为100rpm，斩波驱动轴的转数为3000rpm。 [0065] 进一步，相对于100质量份堇青石化原料，混合作为分散剂(表面活性剂)的脂肪酸皂(月桂酸钾)0.1质量份、作为分散介质的水35质量份。并且，利用喷雾将脂肪酸皂和水的混合物，添加进在内部具有上述堇青石化原料和甲基纤维素混合物的锄式搅拌机中，同时，用与上述条件相同的条件混合3分钟。从而得到成型用配合物(湿粉)。 [0066] 将得到的成型用配合物，用钢铁制(SS400)的西格玛捏合机进行混炼，进一步采用具备有真空减压装置的钢铁制(SS400)的螺杆式挤出混炼机(真空捏合机)进行混炼，制成圆柱状(外径300mmΦ)的坯土。坯土中的磁粉量(坯土磁粉量)是200ppm。并且，坯土中粒径45μm以上的磁粉量(坯土45μm磁粉量)是5ppm。此外，坯土中的磁粉量及粒径45μm以上的磁粉量的测定，通过上述“坯土中的磁粉含量的测定方法”及“坯土中的粒径45μm的磁粉含量测定方法”进行测定。 [0067] 将得到的坯土用具备有口型的活塞式挤出成型机进行成型，得到由隔壁分隔形成的多个小室的圆筒状蜂窝成型体。此时，对活塞式挤出成型机的内部配置网孔182μm的丝网，使坯土在通过该丝网后从口型挤出。使得到的蜂窝成型体通过高频干燥和热风干燥进行充分干燥。将干燥后的蜂窝成型体，按照规定的尺寸对两端部进行切割。得到的蜂窝成型体(干燥品)的形状是，端面形状为外形144mmΦ的圆形，轴方向长度为152mm，小室形状为1.16mm×1.16mm的正方形，隔壁厚度为300μm，小室密度为300个小室/平方英寸(46.52 小室/cm)。 [0068] 然后，对得到的干燥后的蜂窝成型体的两端面的各个小室的开口部，进行交替封堵，在两端面上形成棋盘样式。作为封堵的方法，采用如下方法：在蜂窝成型体一个的端面上贴附粘合片，通过利用了图像处理的激光加工，仅将该粘合片的与应该封堵的小室所对应的部分开孔来形成掩模，将贴附有该掩模的蜂窝成型体的端面浸入到陶瓷浆料中，使蜂窝成型体的应该封堵的小室中填充陶瓷浆料来形成封堵部。 [0069] 作为陶瓷浆料，使用通过下述方法制备的浆料，该方法为：向与得到的蜂窝成型体相同的堇青石化原料中，相对于100质量份堇青石化原料添加0.5质量份作为粘合剂的甲基纤维素、0.3质量份作为分散剂的特殊羧酸型高分子表面活性剂(商品面：Poiz 530，花王株式会社制)、50质量份作为分散介质的水，并混合30分钟。其粘度为20℃下25Pa·s。 [0070] 然后，将得到的实施过封堵的蜂窝成型体，在80℃下热风干燥1小时，以进行充分干燥。 [0071] 之后，将蜂窝成型体用电炉在1420℃，7小时的条件下，进行烧成，得到蜂窝结构体(实施例1)。 [0072] 对于得到的蜂窝结构体，按下述方法进行捕集效率的测定。结果显示在表1中。 [0073] (脱铁处理方法) [0074] 如图1，图2A及图2B所示，在去除了上面及底面的壁的筒状的框3中配置了14根排列成4行的1万高斯的圆柱状棒状磁石2的脱铁机1中，使原料粉剂(干粉)及浆状原料(湿粉)通过，以进行脱铁。棒状磁石2的底面直径为20mmΦ。另外，框3是以不锈钢(SUS304)为材料制成的。在这里，图1是示意地表示在脱铁处理方法中使用的脱铁机的斜视图。图2A、图2B，示意地表示在脱铁处理方法中使用的脱铁机，图2A是用与棒状磁石延伸方向相垂直的平面切割的截面图，图2B是从投入原料粉剂等的上面侧(从投加方向A)观察的平面图。在图2A所示的各长度，是处于各位置关系的棒状磁石2的中心之间的距离，图2B所示的各长度，是指框3的棒状磁石2延伸方向上的长度(200mm)，以及棒状磁石2排列的方向上的长度(205mm)。另外，在图2A中，原料粉剂等的投加方向A用箭头表示。此外，在图2B中，除了框3以外，只表示最上一行的4根棒状磁石2，省略了第二行的3根棒状磁石2。 [0075] (捕集效率测定方法) [0076] 在预先调整为排气流量2.4Nm3/min、排气温度约为200℃、烟灰产生量6g/小时的轻油气体燃烧器的下游侧装配蜂窝结构体。使燃烧排气通过蜂窝结构体，当蜂窝结构体积累了0.2g/L的烟灰时，从蜂窝结构体的上游侧、下游侧各端，将以一定比例(相对于排气流量，以吸收排气量为1.0体积％)吸收的排气在纸过滤器(paper filter)中捕集1分钟。并用微量天平测定各质量，根据其比例((上流侧烟灰质量-下流侧烟灰质量)/上流侧烟灰质量)求出捕集效率(初始捕集效率)。捕集效率在90％以上者可视为良好的捕集效率。 [0077] [表1] [0078]原料的脱铁 原料磁粉量 坯土磁粉量 坯土磁粉量 捕集效率 设备 处理 ppm ppm ppm 质量％ 实施 湿式(1次) 80 钢铁 200 5 96 例1 实施 不锈 干式 350 350 9 93 例2 钢 实施 不锈 湿式(1次) 80 80 1.5 98 例3 钢 实施 不锈 湿式(4次) 1 1 0 99 例4 钢 比较 无 450 钢铁 570 13 86 例1 比较 干式 350 钢铁 470 12 88 例2 比较 不锈 无 450 450 11 89 例3 钢 [0079] (实施例2) [0080] 不使堇青石化原料分散在水里，以干式进行脱铁处理，使用不锈钢(SUS304)制的锄式搅拌机、西格玛捏合机及真空捏合机，进行各工序的操作，除此以外，与实施例1情形同样地操作，制造蜂窝结构体(实施例2)。堇青石化原料中的磁粉量是350ppm。另外，坯土中的磁粉量为350ppm，粒径在45μm以上的磁粉量为9ppm。作为锄式搅拌机的叶片部分、西格玛捏合机的叶片部分以及真空捏合机的螺杆部，使用利用WC冷喷涂在表面形成由WC合金构成的喷涂被膜者。对所得到的蜂窝结构体，与实施例1的情形同样地，进行捕集效率的测定。结果显示在表1中。 [0081] (实施例3) [0082] 使用与实施例2的情形相同的不锈钢(SUS304)制的锄式搅拌机、西格玛捏合机及真空捏合机，进行各工序的操作，除此以外，与实施例1的情形同样地操作，制造蜂窝结构体(实施例3)。堇青石化原料中的磁粉量为80ppm。另外，坯土中的磁粉量为80ppm，粒径在45μm以上的磁粉量为1.5ppm。对所得到的蜂窝结构体，与实施例1的情形同样地进行捕集效率的测定。结果显示在表1中。 [0083] (实施例4) [0084] 进行3次以湿式脱铁处理堇青石化原料的操作，并使用与实施例2的情形相同的不锈钢(SUS304)制的锄式搅拌机、西格玛捏合机及真空捏合机，进行各工序的操作，除此以外，与实施例1的情形同样地操作，制造蜂窝结构体(实施例4)。堇青石化原料中的磁粉量为1ppm。另外，坯土中的磁粉量为1ppm，粒径在45μm以上的磁粉量为0ppm。对所得到的蜂窝结构体，与实施例1的情形同样地进行捕集效率的测定。结果显示在表1中。 [0085] (比较例1) [0086] 不进行堇青石化原料的脱铁处理，除此以外，与实施例1的情形同样地操作，制造蜂窝结构体(比较例1)。堇青石化原料中的磁粉量为450ppm。另外，坯土中的磁粉量为570ppm，粒径在45μm以上的磁粉量为13ppm。对所得到的蜂窝结构体，与实施例1的情形同样地进行捕集效率的测定。结果显示在表1中。 [0087] (比较例2) [0088] 不使堇青石化原料分散在水里，以干式进行脱铁处理，除此以外，与实施例1的情形同样地操作，制造蜂窝结构体(比较例2)。堇青石化原料中的磁量为350ppm。另外，坯土中的磁粉量为470ppm，粒径在45μm以上的磁粉量为12ppm。对所得到的蜂窝结构体，与实施例1的情形同样地进行捕集效率的测定。结果显示在表1中。 [0089] (比较例3) [0090] 不进行堇青石化原料的脱铁处理，使用与实施例2的情形相同的不锈钢(SUS304)制的锄式搅拌机、西格玛捏合机及真空捏合机，进行各工序的操作，除此以外，与实施例1的情形同样地操作，制造蜂窝结构体(比较例3)。堇青石化原料中的磁粉量为450ppm。另外，坯土中的磁粉量为450ppm，粒径在45μm以上的磁粉量为11ppm。对所得到的蜂窝结构体，与实施例1的情形同样地进行捕集效率的测定。结果显示在表1中。 [0091] 从表1可知，实施例1～4的蜂窝结构体，因其坯土所含的磁粉为400ppm以下，所以其捕集效率优异。另外，可知坯土中所含的磁粉越少，其捕集效率就越高。比较例1～3的蜂窝结构体，因为其坯土所含的磁粉超过400ppm，其捕集效率较差。此外，通过实施例1和实施例3的比较可知，设备为钢铁所制时，磁粉混入坯土中，而设备为不锈钢所制时，能够有效防止磁粉混入坯土中。 [0092] 工业上的应用性 [0093] 本发明的蜂窝结构体，在以化学、电力、钢铁、工业垃圾处理为主的各个领域，被广泛的应用于在防止污染等环境对策、从高温气体中回收产品等用途中使用的集尘用、水处理用的过滤器中。 |
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